Yeni bir biyoinformatik yaklaşım: Daha iyi aşılar tasarlanabilir

MEDDİMAGAZİN-Oxford University Press tarafından yayınlanan Biology Methods & Protocols dergisindeki yeni bir makale, COVID-19'a neden olan virüs gibi bulaşıcı patojenlere karşı daha güçlü bir bağışıklık tepkisi oluşturacak aşılar tasarlamanın mümkün olabileceğini gösteriyor. Bu çalışmada yazarlar, araştırmacıların güçlü bir bağışıklık tepkisi ortaya çıkaracak protein parçalarını seçmelerine olanak tanıyan yeni bir biyoinformatik yaklaşım ve araç önerdi ve test etti. Bu yaklaşıma dayalı olarak geliştirilen aşılar hastalıklara karşı daha iyi koruma sağlayacaktır.

İnsanların (ve diğer omurgalıların) bağışıklık sistemi, kendinden olan ve olmayan yapılar arasında ayrım yaparak kendinden olana saldırır ve onu yok eder. T hücreleri, bağışıklık sisteminin bu tanımadan sorumlu parçasıdır. Bunu, kendilerinden olmayan proteinlerde, örneğin bir virüsün ya da bakterinin proteinlerinde bulunan ancak insan gibi bir konağın proteinlerinde bulunmayan peptitleri, kısa amino asit zincirlerini tanımlayarak gerçekleştirirler. Parazitik organizmalar, konakçının T hücreleri tarafından tanınmamak için proteinlerindeki tüm gereksiz peptidleri ortadan kaldırır. Özellikle de bu peptidleri, konak türlerinin proteinlerinde bulunanları taklit edecek şekilde mutasyona uğratırlar.

Bu çalışmada araştırmacılar, peptid taklit teorisinin kritik bir öngörüsünü test ettiler: bir parazitin proteinlerinin, konakçılarının vücutlarında bulunmayan peptidlerin içeriğine dayalı olarak bir bağışıklık tepkisini tetikleme yeteneğini tahmin edip edemeyeceklerini araştırdılar. SARS-CoV-2 ile ilgili T-hücresi klonlarının daha önceki ayrıntılı haritalamasına dayanarak, gerçek T-hücresi yanıt hedefleri listesi ile SARS-CoV-2'de bulunan ancak insan vücudunda bulunmayan peptitler olan potansiyel T-hücresi tanıma hedefleri listesi arasındaki kesişen noktaları araştırdılar.

Bilgisayar simülasyonları, gerçek T-hücresi tanıma hedeflerinin, insan proteinlerinde bulunmayan pentapeptit ve hekzapeptitlerin (sırasıyla beş ve altı amino asitten oluşan peptitler) önemli ölçüde daha yüksek bir oranına sahip olduğunu göstermiştir. İmmünolojik teoriye dayanan yeni yöntem, SARS-CoV-2 vakasında hedefleri tespit etmede, ampirik gözlemlere dayanan mevcut yöntemlerden dört kat daha etkiliydi. Yazarlar bu yöntemin araştırmacıların, parazit proteinlerinin en güçlü bağışıklık tepkilerini tetikleyen kısımlarını tanımak ve hedef almak üzere özel olarak tasarlanmış daha etkili aşılar geliştirmelerine olanak sağlayacağına inanıyor.

Makalenin başyazarı Jaroslav Flegr, "Bir parazitin peptit dağarcığını konakçısınınkine nasıl uyarladığını araştıran peptit taklidi teorimiz, öncelikle temel bir araştırma çabası olarak başladı" dedi. "Ancak, bu konuyu araştırdıkça, aşı yapımı gibi kapsamlı pratik sonuçları da olabileceğini keşfettik. Bulgularımızın hastalık evrimi ve patojen bulaşması konusundaki anlayışımızı derinleştireceğini ve aşı tasarımının geliştirilmesinde ve bulaşıcı hastalıklara karşı daha geniş çaplı mücadelede değerli bilgiler sağlayacağını umuyoruz."